什么是充气膜结构?

充气膜结构是轻型空间结构的一个重要分支。通过空气的压力差使柔软的膜结构体系达到所需的刚度,以维持设计所需的形状,甚至实现大跨度。

充气膜结构所构成的建筑又分为两大类:

一种为气承式膜结构,这种结构常见于工业领域;另一种则为气胀式膜结构(气肋式、气枕式、气囊式)更适于应用在公共建筑中。

一、气承式膜结构特点:

1、气承式膜结构是唯一使用了空气作为支撑系统。造价低廉,节省支撑系统、和对地基基础处理的费用,其造价通常只有常规结构的50%左右。

2、满足大跨度、大空间需求、安全性高:气承式膜结构具有优良的跨越能力,由于无需内部支撑,可创造出无遮挡的大跨度空间。而且气承式膜结构自重很轻(每平米自重约3公斤)。

3、建设周期短,可整体拆装移动气承式膜结构的加工制作均可在工厂内完成,在现场只需要进行安装作业。一般,从设计、设备采购到加工制作,只需2~3个月即可完成,可以为举办大型活动和临时用展览馆,提供快捷、方便的大跨度建筑空间。

4节能环保,适用性强:节能效果主要是基于该类建筑的气密性、保温性和透光性。膜材料本身可以回收利用,在建造和拆除过程中,几乎没有建筑垃圾和环境污染,具有很好的环保效果。

、气枕式膜结构特点:一般采用ETFE膜材料,ETFE膜材料的特点:

1、建筑造型优美,建筑物理功能优越。

2、结构体系轻盈,施工安装便利。

3、节能环保,便于维护保养。

4、防火性能优良。

5、使用寿命长。

充气膜结构与膜结构的区别:充气膜结构是膜结构的一种,两者均采用膜材料进行建造,两者之间的区别主要体现在,支撑方式和安装方式上。膜结构主要由膜材、钢索及支柱组成,通过钢索的抻拉作用使膜材形成张力,以达到固定的结构形式。而充气膜结构则是通过气压差达到稳定形态,例如单层充气膜结构必须是封闭的空间,需要不断充气才能保特一定的,室内外气压差以维持形态,而气胀式充气膜结构,则可以直接作为结构元件使用。

充气膜结构最大的优势:安装便捷、造价经济,尤其适用于大跨度作业空间,并可以实现传统建筑无法达到的曲线与柔性姿态。但是相对于张拉式膜结构与气胀式充气膜结构来说、气承式充气膜则需要安装充气控制系统与设备。越大型的单层充气膜结构则需要更为专业的设备,还需要经过复杂调试流程才可实现。

下面介绍几个充气膜结构案例(国外),成功实现传统建筑无法达到的曲线与柔美结构。

1、Apollo Pavilion亭台装置:为了庆祝阿波罗亭台建成五十周年,达勒姆郡当地著名艺术家Steve Messam用自己设计的充气照明装置,将这座位于Peterlee的独特地标建筑重新装点。

 

2、Pipeline景观装置:装置由一系列充气管道组成,除去全透明的走秀空间外,还设有相对私密的准备与交流空间,Pipeline装置由一系列可更换的预制构件组成,不同功能的构件之间可以相互转换动态,适应每种情况和每个位置。

 

3、东伦敦的黄色大泡泡:Second Dome于东伦敦的London Fields充气建立起来,用于为当地家庭和儿童举办免费社区活动。Second Dome是一个可重构的空间可以在几分钟内由一个65平米的单一泡泡空间,变成一个400平米大8米高的多重空间结构。没有任何其他的结构体系,可以在如此短的时间内组装起来,并且能扩大伸展成一个充气膜不到一毫米厚的大尺度空间。

 

4、Circo aéreo 装置:设计团队从布尔诺市回收并改进材料,制成了该充气结构Circo aéreo的下半部分,既可以支撑充气艇又可以在活动时用作圆形剧场的座位。